EP0145880A2 - Vorrichtung für die Herstellung eines Tintendruckkopfes - Google Patents

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EP0145880A2
EP0145880A2 EP84112221A EP84112221A EP0145880A2 EP 0145880 A2 EP0145880 A2 EP 0145880A2 EP 84112221 A EP84112221 A EP 84112221A EP 84112221 A EP84112221 A EP 84112221A EP 0145880 A2 EP0145880 A2 EP 0145880A2
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EP
European Patent Office
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elements
channel
ink
holding body
holding
Prior art date
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EP84112221A
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English (en)
French (fr)
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EP0145880B1 (de
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Rolf Roeschlein
Heinz Schulte
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Wincor Nixdorf International GmbH
Nixdorf Computer AG
Original Assignee
Wincor Nixdorf International GmbH
Nixdorf Computer AG
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Publication date
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Publication of EP0145880A3 publication Critical patent/EP0145880A3/de
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/767—Printing equipment or accessories therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for the production of an ink print head with at least one ink channel surrounded by a tubular piezoelectric drive element, which is to be formed in a plastic casting part surrounding it on all sides, for positioning the drive element (s) and one or more defining the ink channel (s) the potting from the plastic potting part to remove needle-like channel elements.
  • an ink print head of the type described above is known.
  • Such an ink print head is produced in the plastic casting process, for which purpose the needle-like channel element to be provided for the ink channel to be formed in each case has to be inserted into the respective drive element and the arrangement thus formed has to be inserted into a casting mold. If an ink print head is produced with only a single ink channel, the arrangement of the needle-like channel element together with its drive element in the casting mold is relatively uncritical.
  • the corresponding needle-like channel elements and the drive elements must have a precisely predetermined position relative to one another and to the nozzle openings to be formed in the front of the ink print head, so that the same mechanical and electrical properties result for all ink channels.
  • a mounting bracket which delimits the casting mold of the plastic casting for releasably holding a centering plate for the respective channel element in the region of the front outlet opening of the respective ink channel and for releasably holding a holding body for the respective drive element in the centering plate and centered to its channel element.
  • a device enables simple and quick assembly of the individual elements of an ink print head, because the mounting bracket holds a centering plate, which determines the position of the front nozzle openings of the ink channels to be formed, on the one hand, and on the other hand holds a special holding body predetermined distance from the centering plate, which receives the drive element or elements.
  • a holding body can easily have such a shape that the respective drive element and the respective channel element are held centered on each other.
  • the holding body is connected to the mounting bracket, which determines the distance between the front centering plate and the holding body, but the holding body itself can hold the drive element with the channel element in a predetermined position
  • the precise positional relationships to be required for the ink print head are achieved by simply assembling these elements between duct elements, drive elements and front nozzle openings with quick and easy pre-assembly.
  • the overall arrangement composed of assembly stand, centering plate and holding body with drive elements and channel elements held thereon can be prefabricated in large quantities.
  • the mounting bracket is detachably connected to the centering plate and the holding body and limits the casting mold of the plastic casting, it can be detached from the plastic casting then formed after the casting compound has hardened and is then used again for the pre-assembly of another arrangement of the type described.
  • the holding body thus forms a lost construction element for the ink print head. But this means none additional material expenditure, since a volume of casting compound corresponding to its volume is saved.
  • the holding body in a device according to the invention can be realized in a very simple manner for receiving a large number of drive elements and channel elements, in particular if the holders for these elements are designed as clamping elements. In this way it is achieved that the respective drive element is clamped to the holding body by being pressed in and thereby snapped in, and is thus held immovably in a precisely predetermined position without the need for particularly actuated holding elements. It is also possible to manufacture a holding body according to this principle, which is only suitable for a single drive element with an associated channel element, and to bundle such individual holding bodies to form an overall arrangement of a plurality of holding bodies. In any case, it is expedient to produce the holding body as an injection-molded plastic part, since holding functions of the type described above are relatively easy to implement using this technique, and corresponding plastic material is compatible with the potting material of the ink print head.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an ink print head 10, in the forward converging front part 11, a holding body 12 is poured indicated by dashed lines.
  • the inkjet print head 10 consists essentially of a workpiece made of dielectric plastic in the casting process. It contains a plurality of ink channels 14 which receive writing fluid and which end in the rear, enlarged head part 15 and are supplied with writing fluid in an ink chamber (not shown).
  • Each ink channel 14 is surrounded by a piezoelectric drive element 16 in a cylindrical shape. When these piezoelectric drive elements are activated with an electrical voltage pulse, they contract accordingly and thereby expel the writing fluid contained in the ink channels 14 in droplet form at their front ends.
  • the cast-in holding body 12 has the task of positioning the piezoelectric drive elements 16 on the one hand and the ink channels 14 defining free needles (not shown in FIG. 1) before the encapsulation in such a way that the drive elements 16 and the free needles are in a precisely defined position relative to one another and to Holding body 12 are.
  • a plug 18 for the electrical connection of the ink print head 10 is fastened to the holding body 12 in a manner to be described before the encapsulation.
  • the ink print head 10 On the side of the front ink channel outlet openings, the ink print head 10 is delimited by a centering plate 20, with which the needles defining the ink channels 14 in the region of the ink channel outlet openings are kept before and during the encapsulation.
  • the Centering plate 20 can be removed after manufacture of ink print head 10, if necessary.
  • FIG. 2 shows a side view of a mounting bracket 22 with the holding body 12 attached and the centering plate 20 attached.
  • This arrangement forms a device 24 for the manufacture of the ink print head 10 shown in FIG. 1, which allows the parts of the ink print head 10 to be preassembled, adjusted and electrically checked prior to the encapsulation and then as a unit with the drive elements 16 and the free needles 34, of which only two are shown, can be used in a mold (not shown).
  • the assembly stand 22 itself can be part of the casting mold.
  • the holding body 12 has an essentially circular segment shape, and the drive elements 16 are held on it in such a way that their longitudinal axes converge to the right with respect to FIG. 2.
  • the free needles 34 held in the center of the drive elements 16 by the holding body 12 converge accordingly towards the centering plate 20. This arrangement determines the shape of the front part 11 already explained with reference to FIG. 1.
  • the holding body 12 can be essentially plate-shaped and can also carry drive elements and free needles on its side which is not visible in FIG. 2. As is shown even more clearly in FIG. 4, the drive elements 16 and the free needles 34 are held on the holding body 12 in that they are provided between clamping elements 13 and 17 which are provided for them and protrude from the plane of the plate be pushed in.
  • the clamping elements 13 thus form receiving channels or clamping grooves for the drive elements, which are delimited at the front and rear by web-like stops 19 and are thus dimensioned in accordance with the length of the drive elements 16.
  • the clamping elements 17 form a front or rear edge web, which delimits the depression of the holding body 12 caused by the receiving channels and also has clamping grooves between the clamping elements 17.
  • a plurality of depressions 26 are provided, which are used for later insertion of the pins of a connecting plug.
  • the mounting bracket 22 has a surface 23 facing the holding body 12, which is the boundary surface for the front part 11 (FIG. 1) of the ink print head 10 and thus represents a shaped element.
  • the right part of the assembly stand 22 in FIG. 2 extends into the region of the front ends of the free needles 34 and there has a cavity 36 into which these ends protrude.
  • This cavity can optionally also contain an insert made of an elastomeric material, into which the clearance needles 34 pierce when they are inserted through the centering plate 20.
  • the centering plate 20 is provided in a predetermined distribution with bores 38 (FIG. 3) through which the clearance needles 34 are inserted when the arrangement shown in FIG. 2 is assembled. This defines the position of the front nozzle openings of the ink channels 14 (FIG. 1) to be formed during potting.
  • the centering plate 20 advantageously consists of nickel.
  • connecting pins that connect the mounting bracket on its surface 23 to the holding body 12. These connecting pins can be provided as separate elements or can also be firmly connected to the mounting bracket 22.
  • FIG. 3 shows the assembly stand 22 in viewing direction A according to FIG. 2.
  • FIG. 3 shows a predetermined arrangement of twelve bores 38 for the needles 34 (FIG. 2). This arrangement is used to manufacture an ink mosaic printhead and is known per se.
  • the cavity 36 and the permanent magnet 30 are indicated by dashed lines, since they lie behind the centering plate 20 in the view according to FIG. 3.
  • Fig. 4 shows the section IV-IV of the holding body 12 shown in Fig. 2.
  • This carries on both sides of the drive elements 16 in the manner described between the clamping elements 13 (Fig. 2), which are not visible in Fig. 4, because they are shorter and lower than the drive elements 16 in the illustrated embodiment.
  • the clamping elements 17 can be seen, which keep the free needles 34 centered on the drive elements 16 in that they are also fixed between them at a predetermined height.
  • Fig. 4 also shows for each drive element 16 a recess 35 in the holding body 12, which forms a space that is filled with potting compound during the later potting process, so that the respective drive element 16 except for the points at which it is between the clamping elements 13 (Fig 2) is held, is encapsulated with encapsulation compound on all sides if possible.
  • the holding body 12 shown in FIG. 4 has a cross section which is generally adapted to the converging course of the ink channels 14 to be formed with the free needles 34 (FIG. 1).
  • FIG. 5 Another embodiment of a holding body 56 for a piezoelectric drive element 41 and for a clearance needle 43 assigned to it is shown in perspective in FIG. 5. A single arrangement of these elements is shown here. Several such individual arrangements can be bundled to produce an ink printhead with multiple ink channels. The production of an ink print head with only one ink channel is also conceivable.
  • a clearance needle 43 is clamped in a front U-piece 40 and a rear U-piece 42.
  • the piezoelectric drive element 41 is clamped between jaws 44 and 46 or 48 and 50. It is also fixed in the longitudinal direction between two stops 52 and 54. It can also be seen here that the clamping elements in the form of the U-pieces 40 and 42 and the jaws 44, 46, 48 and 50 protrude from the plate plane of the holding body 56.
  • the holding body 12 or 56 is expediently a plastic injection-molded part made of the most transparent material possible, so that if transparent potting material is used, the interior of the ink printhead to be produced is later visible.
  • the device 24 (FIG. 2) is constructed in several steps.
  • the piezoelectric drive elements 16 are pressed between the clamping elements 13 of the holding body 12 and clamped.
  • the plug pins of a flexible printed circuit board (not shown) provided with a plug are inserted with their one ends into the recesses 26 of the holding body 12, and the printed circuit board is folded around the holding body 12.
  • a silicone rubber block (not shown) corresponding to this space is placed over the free ends of the plug pins and is to be removed after the potting.
  • the flexible printed circuit board is soldered to the outer sides of the piezoelectric drive elements 16 to be contacted by means of soldering points.
  • their inner electrode is guided outwards through their end face and is accessible there, so that simple contacting is possible.
  • the pressure of the soldering iron on the drive elements 16 acts in the same direction as the force required to anchor them. The position of the drive elements 16 is therefore no longer changed by the soldering process.
  • the centering plate 20 is attached to the mounting bracket 22 with the aid of the permanent magnet 30 provided in the mounting bracket 22.
  • the position of the centering plate 20 is determined by the two centering pins 32.
  • the final step in the preassembly of the device 24 is the positioning of the free needles 34.
  • the free needles 34 are pushed through the tubular piezoelectric drive elements 16, their tips are inserted through the ink channel openings 38 (FIG. 3) of the centering plate 20 and between the clamping elements 17 of the holding body 12 pressed.

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Abstract

Zur Herstellung eines als Kunststoffvergußteil zu fertigenden Tintendruckkopfes (10) ist ein in die Gießform einzusetzender Montagebock (24) vorgesehen, der eine Zentrierplatte (20) für die Tintenkanäle (14) erzeugende Freihaltenadeln (34) und einen Haltekörper (12) für rohrförmige piezoelektrische Antriebselemente (16) in der Gießform positioniert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Herstellung eines Tintendruckkopfes mit mindestens einem von einem rohrförmigen piezoelektrischen Antriebselement umgebenen Tintenkanal, der in einem ihn allseitig umschließenden Kunststoffvergußteil auszubilden ist, zur Positionierung des bzw. der Antriebselemente und eines oder mehrerer den bzw. die Tintenkanäle definierender, nach dem Verguß aus dem Kunststoffvergußteil zu entfernender nadelartiger Kanalelemente.
  • Aus der DE-AS 25 43 420 ist ein Tintendruckkopf der vorstehend beschriebenen Ausbildung bekannt. Ein solcher Tintendruckkopf wird im Kunststoff-Gießverfahren hergestellt, wozu das für den jeweils auszubildenden Tintenkanal vorzusehende nadelartige Kanalelement in das jeweilige Antriebselement eingeführt und die so gebildete Anordnung in eine Gießform eingesetzt werden muß. Wird ein Tintendruckkopf mit nur einem einzigen Tintenkanal hergestellt, so ist die Anordnung des nadelartigen Kanalelements zusammen mit seinem Antriebselement in der Gießform relativ unkritisch. Wird jedoch ein Tintendruckkopf mit einer Vielzahl von Tintenkanälen hergestellt, so müssen die entsprechend vorhandenen nadelartigen Kanalelemente sowie die Antriebselemente eine genau vorgegebene Lage relativ zueinander und zu den im Tintendruckkopf vorn auszubildenden Düsenöffnungen haben, damit sich für alle Tintenkanäle gleichartige mechanische und elektrische Eigenschaften ergeben. Hierzu ist eine entsprechend genaue Zentrierung der nadelartigen Kanalelemente zu den Antriebselementen erforderlich, denn zwischen der Innenwand eines Antriebselements und dem letztlich auszubildenden Tintenkanal soll eine möglichst homogene Kunststoffschicht ausgebildet werden, um elektrische Kurzschlüsse zwischen der Innenseite und der Außenseite des jeweiligen Antriebselements zu verhindern, die auftreten können, wenn die durch die Tintenkanäle zu führende Schreibflüssigkeit mit der porösen Innenseite des aus keramischem Material bestehenden Antriebselements direkt in Berührung kommt und dieses Material durchsetzt. Bei dem vorbekannten Tintendruckkopf wird eine Metallspirale in das jeweilige Antriebselement eingeführt, durch die dann das nadelartige Kanalelement hindurchgeführt wird. Auf diese Weise entsteht zwischen den einzelnen Windungen der Metallspirale beim Vergießen die Kunststoffschicht an der Innenseite des Antriebselements. Gleichzeitig wird dadurch ein Zentrieren des nadelartigen Kanalelements in dem Antriebselement erreicht.
  • Das Einsetzen solcher aus nadelartigen Kanalelementen und Antriebselementen bestehender Anordnungen in eine Gießform ist aber kompliziert, denn die Gießform hat kleine Abmessungen, und die Lage der Anordnungen relativ zueinander kann sich nach dem Einsetzen und vor dem Vergießen z.B. durch unsachgemäße Handhabung noch ändern, so daß der letztlich hergestellte Tintendruckkopf ggf. unbrauchbar sein kann. Es ist deshalb erforderlich, zur Herstellung eines Tintendruckkopfes vorbekannter Art besondere Vorrichtungen an der Gießform vorzusehen, die die vorderen bzw. hinteren Enden der nadelartigen Kanalelemente in vorgegebener Lage relativ zueinander halten, damit die vorderen und hinteren öffnungen der Tintenkanäle eine entsprechend vorgegebene Verteilung erhalten. Solche Vorrichtungen können aber nicht gewährleisten, daß auch die Antriebselemente im Inneren des Tintendruckkopfes eine genau vorgegebene Lage relativ zueinander und einen genau vorgegebenen Abstand zu den vorderen öffnungen der Tintenkanäle einnehmen. Diese genau vorgegebene Lage muß einzeln justiert werden. Solche Arbeiten erhöhen aber den Herstellungsaufwand für einen Tintendruckkopf beachtlich, und mit zunehmendem Einsatz solcher Vorrichtungen und entsprechend großer Stückzahl in der Herstellung ist eine möglichst weitgehende Vereinfachung insbesondere bei der Vormontage der Elemente eines Tintendruckkopfs anzustreben.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Vormontage für die Einzelelemente eines Tintendruckkopfes vor dem Vergießen anzugeben, die bei einfachster Handhabung eine höchstmögliche Lagegenauigkeit der Einzelelemente relativ zueinander und im Inneren des Tintendruckkopfes gewährleistet und darüber hinaus zu einer gegenüber bisherigen Möglichkeiten weitgehenden Verringerung des für die Vormontage erforderlichen Zeitaufwandes führt.
  • Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung eingangs genannter Art erfindungsgemäß gelöst durch einen die Gießform des Kunststoffvergußteils begrenzenden Montagebock zum lösbaren Halten einer Zentrierplatte für das jeweilige Kanalelement im Bereich der vorderen Austrittsöffnung des jeweiligen Tintenkanals und zum lösbaren Halten eines Haltekörpers für das jeweilige Antriebselement in zur Zentrierplatte vorgegebener und zu seinem Kanalelement zentrierter Lage.
  • Eine Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht ein einfaches und schnelles Zusammensetzen der Einzelelemente eines Tintendruckkopfes, denn der Montagebock hält einerseits eine Zentrierplatte, die die Lage der vorderen Düsenöffnungen der zu bildenden Tintenkanäle bestimmt, andererseits hält er einen besonderen Haltekörper in vorbestimmtem Abstand zu der Zentrierplatte, der das bzw. die Antriebselemente aufnimmt. Ein solcher Haltekörper kann leicht eine derartige Formgebung haben, daß an ihm das jeweilige Antriebselement und das jeweilige Kanalelement zueinander zentriert gehalten werden. Dadurch, daß der Haltekörper mit dem Montagebock verbunden ist, der den Abstand der vorderen Zentrierplatte zum Haltekörper bestimmt, der Haltekörper seinerseits aber das Antriebselement mit dem Kanalelement in vorgegebener Lage halten kann, werden durch einfaches Zusammensetzen dieser Elemente die für den Tintendruckkopf zu fordernden genauen Lagebeziehungen zwischen Kanalelementen, Antriebselementen und vorderen Düsenöffnungen bei schneller und einfacher Vormontage erfüllt. Die so zusammengesetzte Gesamtanordnung aus Montagebock, Zentrierplatte und Haltekörper mit daran gehaltenen Antriebselementen und Kanalelementen kann in großen Stückzahlen vorgefertigt werden. Auch ist eine Prüfung der elektrischen Funktionsfähigkeit der Antriebselemente nach deren Beschaltung unter ggf. zusätzlicher Feinjustierung möglich, und die dann mit der elektrischen Beschaltung versehene vormontierte Gesamtanordnung kann in eineGießform eingesetzt werden, ohne daß eine Veränderung der Lagebeziehungen der Einzelelemente des Tintendruckkopfs zu befürchten ist. Da der Montagebock mit der Zentrierplatte und dem Haltekörper lösbar verbunden ist und die Gießform des Kunststoff-Vergußteils begrenzt, kann er nach Aushärten der Vergußmasse von dem dann gebildeten Kunststoffvergußteil abgelöst werden und dient dann wieder zur Vormontage einer anderen Anordnung beschriebener Art.
  • Der Haltekörper bildet also ein verlorenes Konstruktionselement für den Tintendruckkopf. Dies bedeutet aber keinen zusätzlichen Materialaufwand, da ein seinem Volumen entsprechendes Volumen an Vergußmasse eingespart wird.
  • Wie noch gezeigt wird, kann der Haltekörper bei einer Vorrichtung nach der Erfindung in sehr einfacher Weise zur Aufnahme einer Vielzahl von Antriebselementen und Kanalelementen verwirklicht werden, insbesondere wenn die Halterungen für diese Elemente als Klemmelemente ausgebildet sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß das jeweilige Antriebselement mit dem Haltekörper durch Eindrücken und dadurch verursachtes Einschnappen verklemmt wird und so in einer genau vorgegebenen Lage unverrückbar gehalten ist, ohne daß hierzu besonders zu betätigende Halteelemente erforderlich wären. Es ist auch möglich, nach diesem Prinzip einen Haltekörper zu fertigen, der nur für ein einziges Antriebselement mit zugeordnetem Kanalelement geeignet ist und solche einzelnen Haltekörper zu einer Gesamtanordnung mehrerer Haltekörper zu bündeln. In jedem Falle ist es zweckmäßig, den Haltekörper als Spritzguß-Kunststoffteil herzustellen, da nach dieser Technik Haltefunktionen der vorstehend beschriebenen Art verhältnismäßig einfach zu verwirklichen sind und entsprechendes Kunststoffmaterial mit dem Vergußmaterial des Tintendruckkopfes verträglich ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Tintendruckkopf in schematischer Darstellung,
    • Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung als Ausführungsbeispiel,
    • Fig. 3 eine Rückansicht des Montagebocks der Vorrichtung nach Fig. 2,
    • Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 2 und
    • Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Haltekörpers in perspektivischer Darstellung.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Tintendruckkopf 10, in dessen nach vorn im wesentlichen konvergierendem Vorderteil 11 ein gestrichelt angedeuteter Haltekörper 12 eingegossen ist. Der Tintendruckkopf 10 besteht im wesentlichen aus einem im Gießverfahren aus dielektrischem Kunststoff hergestellten Werkstück. Er enthält mehrere Schreibflüssigkeit aufnehmende Tintenkanäle 14, die im hinteren, erweiterten Kopfteil 15 enden und dort in einer nicht dargestellten Tintenkammer mit Schreibflüssigkeit versorgt werden. Jeder Tintenkanal 14 wird von einem piezoelektrischen Antriebselement 16 zylinderförmig umfaßt. Bei Ansteuerung dieser piezoelektrischen Antriebselemente mit einem elektrischen Spannungsimpuls ziehen sich diese entsprechend impulsartig zusammen und stoßen dadurch die in den Tintenkanälen 14 enthaltene Schreibflüssigkeit an ihren vorderen Enden tröpfchenförmig aus.
  • Der eingegossene Haltekörper 12 hat die Aufgabe, die piezoelektrischen Antriebselemente 16 einerseits und die Tintenkanäle 14 definierende Freihaltenadeln (in Fig. 1 nicht dargestellt) vor dem Verguß zu positionieren derart, daß sich die Antriebselemente 16 und die Freihaltenadeln in genau definierter Lage relativ zueinander und zum Haltekörper 12 befinden. Außerdem wird ein Stecker 18 zur elektrischen Beschaltung des Tintendruckkopfes 10 vor dem Verguß am Haltekörper 12 in noch zu beschreibender Weise befestigt.
  • Auf der Seite der vorderen Tintenkanalaustrittsöffnungen wird der Tintendruckkopf 10 durch eine Zentrierplatte 20 begrenzt, mit der die die Tintenkanäle 14 definierenden Freihaltenadeln im Bereich der Tintenkanalaustrittsöffnungen vor und während des Vergusses gehalten werden. Die Zentrierplatte 20 kann nach Herstellung des Tintendruckkopfes 10 ggf. entfernt werden.
  • In Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Montagebocks 22 mit aufgestecktem Haltekörper 12 und aufgesetzter Zentiertplatte 20 gezeigt.
  • Diese Anordnung bildet eine Vorrichtung 24 für die Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Tintendruckkopfes 10, die vor dem Verguß ein Vormontieren, Justieren und elektrisches Prüfen der Teile des Tintendruckkopfes 10 gestattet und dann als Einheit mit den Antriebselementen 16 und den Freihaltenadeln 34,von denen nur zwei dargestellt sind, in eine Gießform (nicht dargestellt) eingesetzt werden kann. Der Montagebock 22 selbst kann dabei ein Teil der Gießform sein.
  • Wie Fig. 2 zeigt, hat der Haltekörper 12 im wesentlichen Kreisringsegmentform, und die Antriebselemente 16 sind an ihm so gehalten, daß ihre Längsachsen bezüglich Fig. 2 nach rechts konvergieren. Die in den Antriebselementen 16 durch den Haltekörper 12 zentriert gehaltenen Freihaltenadeln 34 konvergieren entsprechend zur Zentrierplatte 20 hin. Diese Anordnung bestimmt die anhand der Fig. 1 bereits erläuterte Form des Vorderteils 11.
  • Der Haltekörper 12 kann im wesentlichen plattenförmig sein und Antriebselemente sowie Freihaltenadeln auch auf seiner in Fig. 2 nicht sichtbaren Seite tragen. Wie noch deutlicher in Fig. 4 gezeigt, sind die Antriebselemente 16 und die Freihaltenadeln 34 an dem Haltekörper 12 dadurch gehalten, daß sie zwischen für sie vorgesehene, aus der Plattenebene ragende Klemmelemente 13 bzw. 17 eingedrückt werden. Die Klemmelemente 13 bilden zwischen sich somit Aufnahmekanäleoder Klemmnuten für die Antriebselemente, die vorn und hinten durch stegartige Anschläge 19 begrenzt und so entsprechend der Länge der Antriebselemente 16 bemessen sind. Die Klemmelemente 17 bilden einen vorderen bzw. hinteren Randsteg, der die durch die Aufnahmekanäle hervorgerufene Vertiefung des Haltekörpers 12 begrenzt und zwischen den Klemmelementen 17 gleichfalls Klemmnuten aufweist.
  • An dem in Fig. 2 oberen Ende des Haltekörpers 12sind mehrere Vertiefungen 26 vorgesehen, die zum späteren Einsetzen der Stifte eines Anschlußsteckers dienen.
  • Der Montagebock 22 hat eine dem Haltekörper 12 zugewandte Fläche'23, die Begrenzungsfläche für den Vorderteil 11 (Fig. 1) des Tintendruckkopfes 10 ist und somit ein Formelement darstellt. Der in Fig. 2 rechte Teil des Montagebocks 22 steht bis in den Bereich der vorderen Enden der Freihaltenadeln 34 und hat dort einen Hohlraum 36, in den diese Enden hineinragen. Dieser Hohlraum kann ggf. auch einen Einsatz aus einem elastomeren Material enthalten, in das die Freihaltenadeln 34 hineinstechen, wenn sie durch die Zentrierplatte 20 hindurchgesteckt werden.
  • Die Zentrierplatte 20 ist in vorgegebener Verteilung mit Bohrungen 38 (Fig. 3) versehen, durch die die Freihaltenadeln 34 hindurchgesteckt werden, wenn die in Fig. 2 gezeigte Anordnung zusammengesetzt wird. Dadurch wird die Lage der vorderen Düsenöffnungen der beim Verguß auszubildenden Tintenkanäle 14 (Fig. 1) definiert. Zur lagerichtigen Fixierung der Zentrierplatte 20 an dem Montagebock 22 dienen ein in diesen eingelassener Permanentmagnet 30 sowie Stifte 32, die durch den Montagebock 22 sowie entsprechende Bohrungen der Zentrierplatte 20 gesteckt sind. Bei dieser Befestigungsart besteht die Zentrierplatte 20 vorteilhaft aus Nickel. Bei 28 sind in Fig. 2 Verbindungsstifte angedeutet, die den Montagebock an seiner Fläche 23 mit dem Haltekörper 12 verbinden. Diese Verbindungsstifte können als separate Elemente vorgesehen oder auch mit dem Montagebock 22 fest verbunden sein.
  • Fig. 3 zeigt den Montagebock 22 in Blickrichtung A gemäß Fig. 2. Hier ist die gegenseitige Zuordnung der Einzelememente im Bereich der Zentrierplatte 20 zu erkennen. Insbesondere zeigt Fig. 3 eine vorgegebene Anordnung von zwölf Bohrungen 38 für die Freihaltenadeln 34 (Fig. 2). Diese Anordnung wird zur Herstellung eines Tintenmosaikdruckkopfes verwendet und ist an sich bekannt. Ferner sind der Hohlraum 36 und der Permanentmagnet 30 gestrichelt angedeutet, da sie in der Ansicht gemäß Fig. 3 hinter der Zentrierplatte 20 liegen.
  • Fig. 4 zeigt den Schnitt IV-IV des in Fig. 2 dargestellten Haltekörpers 12. Dieser trägt an seinen beiden Seiten die Antriebselemente 16 in beschriebener Weise zwischen den Klemmelementen 13 (Fig. 2), die in Fig. 4 nicht erkennbar sind, da sie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kürzer und niedriger als die Antriebselemente 16 sind. Es sind aber die Klemmelemente 17 zu erkennen, die die Freihaltenadeln 34 dadurch zu den Antriebselementen 16 zentriert halten, daß sie auch in vorgegebener Höhenlage zwischen ihnen fixiert sind. Dies ist durch eine vorgegebene Dicke d1 bzw. d2 des Haltekörpers 12 an seinen Längskanten sowie durch eine entsprechend vorgegebene Dicke des Haltekörpers 12 im Bereich der vorderen bzw. hinteren Enden der Antriebselemente 16 gewährleistet,so daß die zwischen den Klemmelementen 13 und 17 ausgebildeten Klemmnuten durch ihre jeweilige Tiefe die Zentrierung gewährleisten.
  • Schließlich sind in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 4 auch die stegartigen Anschläge 19 zu erkennen,durch die die Antriebselemente 16 in Richtung ihrer Längsachse fixiert sind.
  • Fig. 4 zeigt ferner für jedes Antriebselement 16 eine Vertiefung 35 im Haltekörper 12, die einen Freiraum bildet, der beim späteren Vergußvorgang mit Vergußmasse ausgefüllt wird, so daß das jeweilige Antriebselement 16 bis auf die Stellen, an denen es zwischen den Klemmelementen 13 (Fig. 2) gehalten ist, möglichst allseitig mit Vergußmasse eingeschlossen ist.
  • Der in Fig. 4 gezeigte Haltekörper 12 hat einen Querschnitt, der allgemein dem konvergierenden Verlauf der mit den Freihaltenadeln 34 zu bildenden Tintenkanäle 14 (Fig. 1) angepaßt ist. Gleiches gilt für die anhand der Fig. 2 beschriebene Form des Haltekörpers 12 als Kreisringsegment. Dieses hat eine Krümmung, die der Konvergenz der Freihaltenadeln bzw. der Antriebselemente 16 angepaßt ist.
  • Eine andere Ausführungsform eines Haltekörpers 56 für ein piezoelektrisches Antriebselement 41 und für eine ihm zugeordnete Freihaltenadel 43 ist in Fig. 5 perspektivisch gezeigt. Es ist hier eine Einzelanordnung dieser Elemente dargestellt. Mehrere solcher Einzelanordnungen können gebündelt werden, um einen Tintendruckkopf mit mehreren Tintenkanälen herzustellen. Ebenso ist auch die Herstellung eines Tintendruckkopfes mit nur einem Tintenkanal denkbar.
  • Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung wird in einem vorderen U-Stück 40 und einem hinteren U-Stück 42 eine Freihaltenadel 43 verklemmt.
  • Das piezoelektrische Antriebselement 41 wird zwischen Backen 44 und 46 bzw. 48 und 50 verklemmt. Es wird ferner in Längsrichtung zwischen zwei Anschlägen 52 und 54 fixiert. Auch hier ist zu erkennen, daß die Klemmelemente in Form der U-Stücke 40 und 42 sowie der Backen44, 46, 48 und 50 aus der Plattenebene des Haltekörpers 56 herausragen.
  • In beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist der Haltekörper 12 bzw. 56 zweckmäßig ein Kunststoff-Spritzgußteil aus möglichst durchsichtigem Material, so daß im Falle der Verwendung durchsichtigen Vergußmaterials für den herzustellenden Tintendruckkopf später dessen Innenraum sichtbar ist.
  • Der Aufbau der Vorrichtung 24 (Fig. 2) erfolgt in mehreren Schritten.
  • Zunächst werdendie piezoelektrischen Antriebselemente 16 zwischen die Klemmelemente 13 des Haltekörpers 12 eingedrückt und verklemmt.
  • Nach dem Verankern aller piezoelektrischen Antriebselemente 16 im Haltekörper 12 werden die Steckerstifte einer mit einem Stecker versehenen flexiblen Leiterplatte (nicht dargestellt) mit ihren einen Enden in die Vertiefungen 26 des Haltekörpers 12 gesteckt, und die Leiterplatte wird um den Haltekörper 12 herumgefaltet. Zum Freihalten der freien Enden der Steckerstifte von Vergußmasse und des Raums für den Gegenstecker wird über die freien Enden der Steckerstifte ein diesem Raum entsprechender Silikonkautschukblock (nicht dargestellt) gestülpt, der nach dem Verguß zu entfernen ist.
  • Als nächster Schritt wird die flexible Leiterplatte durch Lötpunkte auf die Außenseiten der zu kontaktierenden piezoelektrischen Antriebselemente 16 gelötet. Bei den verwendeten Antriebselementen 16 ist deren innere Elektrode über ihre Stirnseite nach außen geführt und dort zugänglich, so daß eine einfache Kontaktierung möglich ist. Der Druck des Lötkolbens auf die Antriebselemente 16 wirkt dabei in die gleiche Richtung wie die zu deren Verankern erforderliche Kraft. Es wird darum durch den Lötvorgang die Lage der Antriebselemente 16 nicht mehr verändert.
  • Anschließend wird der Haltekörper 12 mit den Verbindungsstiften 28 auf den Montagebock 22 aufgesteckt.
  • Als weiterer Schritt wird die Zentrierplatte 20 mit Hilfe des in dem Montagebock 22 vorgesehenen Permanentmagneten 30 am Montagebock 22 befestigt. Die Position der Zentrierplatte 20 wird durch die zwei Zentrierstifte 32 bestimmt.
  • Den letzten Schritt der Vormontage der Vorrichtung 24 stellt das Positionieren der Freihaltenadeln 34 dar. Die Freihaltenadeln 34 werden dabei durch die rohrförmigen piezoelektrischen Antriebselemente 16 geschoben, mit ihrer Spitze durch die Tintenkanalöffnungen 38 (Fig. 3) der Zentrierplatte 20 hindurchgesteckt und zwischen die Klemmelemente 17 des Haltekörpers 12 eingedrückt.

Claims (15)

1. Vorrichtung für die Herstellung eines Tintendruckkopfes mit mindestens einem von einem rohrförmigen piezoelektrischen Antriebselement umgebenen Tintenkanal, der in einem ihn allseitig umschließenden Kunststoffvergußteil auszubilden ist, zur Positionierung des bzw. der Antriebselemente und eines oder mehrerer den bzw. die Tintenkanäle definierender, nach dem Verguß aus dem Kunststoffvergußteil zu entfernender nadelartiger Kanalelemente, gekennzeichnet durch einen die Gießform des Kunststoffvergußteils begrenzenden Montagebock (22) zum lösbaren Halten einer Zentrierplatte (20) für das jeweilige Kanalelement (34; 43) im Bereich der vorderen Austrittsöffnung des jeweiligen Tintenkanals (14) und zum lösbaren Halten eines Haltekörpers (12; 56) für das jeweilige Antriebselement (16; 41) in zur Zentrierplatte (20) vorgegebener und zu seinem Kanalelement (34; 43) zentrierter Lage.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (12; 56) mindestens eine Halterung für ein Antriebselement (16; 41) und eine Halterung für das ihm zugeordnete Kanalelement (34; 43) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (12; 56) plattenförmig ausgebildet und mit angeformten, aus der Plattenebene ragenden Klemmelementen (13, 17; 40, 42, 44, 46, 48, 50) für das jeweilige Antriebselement (16; 41) und das ihm zugeordnete Kanalelement (34; 43) versehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das jeweilige Kanalelement (34; 43) vor und/oder hinter dem für ein Antriebselement (16; 41) vorgesehenen Raum eine Klemmnut in zu dem zu haltenden Antriebselement (16; 41) zentrierter Lage vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Haltung des jeweiligen Antriebselements (16; 41) in vorgegebener Lage in einem der Länge des Antriebselements (16; 41) entsprechenden gegenseitigen Abstand aus der Plattenebene ragende Anschlagelemente (19; 52, 54) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des plattenförmigen Haltekörpers (12) Klemmelemente (13, 17) und Anschlagelemente (19) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (13) zum Halten mehrerer Antriebselemente (16) als zwischen den Antriebselementen (16) stehende Wände ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (17) zum Halten mehrerer Kanalelemente (34) Teile eines vor und/oder hinter den Räumen für die Antriebselemente (16) den Haltekörper begrenzenden Randsteges sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für die Herstellung eines Tintendruckkopfes mit zu den vorderen Austrittsöffnungen hin konvergierend angeordneten Tintenkanälen, dadurch gekennzeichnet , daß der Haltekörper (12) als Kreisringsegment mit einer der Konvergenz der Kanalelemente (34) entsprechenden Krümmung ausgebildet ist..
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (12) an der dem Montagebock (22) zugewandten Seite Einstecköffnungen zur Aufnahme von Verbindungsstiften (28) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (12; 56) ein durchsichtiges Kunststoff-Spritzteil ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagebock (22) einen Permanentmagneten (30) zum lösbaren Halten der Zentrierplatte (20) aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagebock (22) und die Zentrierplatte (20) aufeinander ausgerichtete öffnungen zur Aufnahme mindestens eines einsteckbaren Zentrierstiftes (32) aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagebock (22) im Bereich der durch die Kanalöffnungen (38) der Zentrierplatte (20) hindurchgesteckten Enden der Kanalelemente (34) einen Hohlraum (36) aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Zentrierplatte (20) aus Nickel.
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